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导读
本期看点：用科技教你“开外挂”，100%进球超能力了解一下。
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这是【科技袁人】的衍生节目【科技袁周虑】视频，欢迎观看~
汤姆苏1930S：
虚幻5的牛逼之处在于他的算法，任何计算机的复杂图像表现都离不开计算几何这门学科，这是一门计算机科学、数学与工程学结合的学科。如果直接能用原版精细模型实现实时渲染，这种技术肯定在计算机科学理论上或者理论的应用上有了重大突破，而不可能仅仅只靠一般的程序架构和优化就能做到。虽然虚幻5的技术暂时属于商业机密，但是这项技术很有可能给计算几何提供有效的研究推进。这很可能说明，以后科研的突破会先从应用开始，从工程师群体中开始，而不是先从实验室开始，想起来也是很兴奋的。
黑黯的白花：
那岂不是可以设计一个怎么投也投不进的篮筐 大力推广 篮球运动就此消失[OK]
S：近日，Epic公司毫无征兆地公布了虚幻5引擎，在游戏圈内圈外引起轩然大波，甚至被称作业界革命，相信很多同学已经看过演示视频了。X：游戏开发是需要基于游戏引擎的，就好比大厨做饭也是需要食材和厨具的。虚幻四已经是很强大的游戏引擎了，大家平时玩游戏的时候可能没关注，比如Epic[ˈepɪk]自家的《堡垒之夜》，还有《绝地求生》、《和平精英》、《八方旅人》、《港诡实录》、《FF7重制版》等等都是基于虚幻四开发的，一众神作还没补完，新的时代已经到来。
S：看看这演示画面，你说这俩人是真的我都信。建议自信点，把虚幻5（unreal engine 5）的un去掉，改名叫真实5（real）。
X：虚幻5引擎有两大新技术，渲染技术Nanite 和动态全局光照技术Lumen。我们知道图片是由一个一个的像素组成的，同理3D人物模型是由一个一个的面组成的，模型想要做的越精细，面数就要越多。这是我在计算机图形学课上作业用到的模型，面数在千面的量级。而在演示画面里，连石头都有上百万个三角面，这个雕像更有超过3300万个三角面，好吧（放一个简约线条、极致色彩）。这里的重点不是说它模型面数多、够精细所以厉害。几千万个面的“极致色彩”模型建模师早就可以实现，但是为了避免玩家显卡的香味变成糊味，需要主动削减模型面数，换成“简约线条”版。而“Nanite”可以直接使用“极致色彩”模型，每一帧原始三角面超过10亿个，关键是游戏还不卡。天呐，这就好比有人需要想尽办法从互联网超十亿的网站中寻找新鲜有趣的科技新闻，而你只需要简简单单的关注科技袁人，锁定科技袁周虑就能做到，所以，答应我，不要下次一定！
S: 再来讲另一项“Lumen”技术：现实中的光照射到物体上，除了反射进入人眼，还会反射到其他物体上，而其他物体又会进行反射，称之为光线反弹，光想一下就知道这需要耗费多少运算资源。而在Lumen的帮助下可以实现包含多次反弹的全局光照，这样的画面本来可能要渲染几个小时，现在已经成了实机演示。兄弟们，建议把虚幻5NB打在公屏上。X：不过兄弟们还是要冷静一下，就算Epic不跳票2021年发布虚幻五，游戏厂商们还要再花上个几年进行游戏开发，短期内应该只能依靠各种演示视频和概念PV来满足了，但是我们距离背景设定为2022年的SAO应该是又近了。
无处不在的太赫兹波，可以给手机充电？
S：都说手机已经成为了现代人长出的一个新器官，大家出行、购物、社交，看科技袁周虑，甚至去医院挂号，都需要用到手机。换手机时候的数据迁移麻烦得像器官移植手术，手机没电带来的恐惧感简直无异于器官衰竭。X：当然这些说法比较夸张，不过手机的电量问题确实非常令人困扰。现代智能手机在追求轻薄和高性能的道路上一路狂奔，续航能力随之断崖式下跌。就连刚刚登上互联网舞台的一零后都看不下去了：
S：我看完直呼爷春回，一零后朋友，可以占用您一点时间吗，我们想向您介绍我们的天父和救主：万能充。X：唉，万万妹想到啊，可以拆卸电池的手机已经是时代的眼泪了，我们俩确实老了，有同感的朋友能给我们扣个1吗？看到你们也老了我们心里就好受多了。S：言归正传，要解决手机的续航问题，靠开倒车肯定是不行的。最近，麻省理工学院的科学家们有了新的构想，利用无处不在的太赫兹波。太赫兹波指的是频率为0.1到10 THz的电磁波，介于微波与红外之间，是任意温度高于约10K的物体的黑体辐射的一部分。
X：科学家们从量子力学入手，毕竟遇事不决量子力学。他们发现，当石墨烯与氮化硼结合时，石墨烯中的电子运动将会向一个方向倾斜，此时，入射的太赫兹波会使石墨烯的电子像直流电一样沿单一方向流过。当然，为了避免产生不规则的散射，石墨烯必须尽可能纯净。
S：目前，此团队正在与麻省理工学院的实验物理学家们合作。他们目前研发的重点是，如何让该装置在室温下正常工作。如果研发成功，不但能为体外的手机充能，也可以为体内的小电器供电，比如患者体内的医疗植入物。大家能想到什么别的比较有意思的用途吗？欢迎在评论区或弹幕与我们分享。
X：今天已经是5月18日了，再过两天……有对象或者是有暗恋对象的朋友们，你们准备好了吗？S：都没有的朋友也不要着急！作为福利，我们特地为大家找来了几份如何过上520的详细指南，希望能对大家有点帮助！ 首先，让我们来看第一份优秀求偶案例……泡蟾！X：优势雄性泡蟾一般通过发出响亮的鸣叫来展示自己优秀的基因，从而吸引泡蟾妹子从四面八方赶来和他配对。一边吼不出声的劣势泡蟾看得连夜吃了三斤柠檬：凭什么你那么多女朋友，我一个都没有？
S：于是他们动起了歪脑筋。当一位蟾中高富帅开始鸣叫的时候，这些劣势雄性就像卫星一样围绕在高富帅旁边，随时准备截胡来寻找优势雄性的雌性。这就是在昆虫、蛙类和灵长类等动物中普遍存在的卫星策略。X：面对如此卑鄙下流的行为，雌性必然不会坐以待毙。当发现对面的雄性光出声儿不张嘴，也就是鼓动鸣囊的时候，雌性会采取宁缺毋滥策略，扭头就走。S：骗术被无情识破的雄性立刻进行了优化升级，成为了动物界的双簧表演艺术家：在给雄性锯腿原指树蛙播放另一只雄蛙的鸣叫时，被试雄性会逐渐调整自己的鸣叫节奏，最后实现同步鸣叫。幽灵箭毒蛙更是令人发指，他们很有可能只鼓动鸣囊不发出鸣叫，从而欺骗不明真相的雌性。X：不过，在某些情况下，卫星雄性的存在也能让雌雄双方达成互利共赢。在川金丝猴的猴群中，一些雌猴会主动与在领地边缘游荡的光棍卫星雄猴交配。这是因为，现在落魄的卫星雄猴在以后有一定概率干掉现任猴王，成为猴群的新首领。
S：在普通猴群，新猴王上任后会杀死小猴，以使雌猴迅速进入发情期，繁衍自己的后代。可假如现任猴王不巧绿过前任猴王，事情就变得麻烦起来了——他根本搞不清这些小猴里有没有自己的孩子。这本来就生不了几个，一个不小心把亲生的弄死了怎么办？因此，在这类猴群中，杀婴行为的发生概率大大降低了。X：可见，在自然界中，繁殖行为并不存在什么脉脉温情，反而充满了雌雄两性争夺繁殖利益的永恒博弈。这让人不禁感慨——还是单身舒服。
X：如果我说某一位篮球球员的技能是投篮只要命中篮板就可以100%进筐，会不会给大家一种这是超能力篮球动画或者篮球游戏设定的错觉？近日，一名外国小伙…啊，其实是一位名为Shane Wighton的工程师在油管展示了他发明的百分百必杀篮板，目前已经斩获450W播放量。
S：我们日常见到的平板篮板肯定是无法满足这个需求的，Wighton 起初就打算设计弧形篮板，但是每一处的弧度该如何设定呢？他选择利用蒙特卡洛方法求解。蒙特卡洛方法通过对大量事件的统计结果来实现对确定性事件的计算，最简单的例子就是计算圆周率π，正方形和它的内切圆面积之比是4：π。我们可以用计算机在正方形内生成100万个随机点，用落在圆内的点个数除以100W再乘以4就能得到π了。
X：在模拟了千万次量级各种角度和力度的投篮过程之后， Wighton拟合出了篮板的形状，再通过3D建模、数控机床、3D打印，动手把篮板组装了出来，让我们来一起欣赏这块百分百必杀篮板！Emmm，其实由于蒙特卡洛方法的模拟误差以及制造工艺的误差，想要做出打板必中的篮板是不可能的，这只不过又是一个无聊的臆想…你以为我会这样说吗？经过排查后，Wighton 意识到自己的模拟并没有算上球本身的大小，于是他根据球的半径将篮筐向前调整，而现在！
【袁岚峰：这是一个很有趣的研究。不过真正的蒙特卡洛方法比举例介绍的撒点数频率要复杂得多，也高明得多。
先撒点，然后再数频率，这完全就是概率的定义而已，几乎毫无技术含量。难道你觉得，这么naïve的方法还需要数学家去发明吗？好比你说你会武功，江南七怪的功夫也是武功，降龙十八掌也是武功，在外行看来也许差不多，在内行看来差得太远。
真正的蒙特卡洛方法，指的是我的专业“理论与计算化学”中的一种计算方法，目标是计算宏观体系的热力学平衡态性质。这个计算之所以困难，是因为它等于两个积分相除，而这两个积分本身都很难求。
蒙特卡洛方法的精妙之处，是发现虽然这两个积分都是未知的，但它们的商却容易求出来，只需要按照某种分布来随机取样就行。具体地说，就是每个构型出现的概率正比于它的能量的玻尔兹曼因子。
以前我在一期节目（https://www.bilibili.com/video/BV1i741137tQ）中说过，这学期要网络授课，讲的就是“理论与计算化学III”。
蒙特卡洛方法，就是其中的一部分内容。现在已经讲完了，感兴趣的同学，欢迎来学。任何时候都不能耽误学习，真是太感人了~”】
【科技袁周虑】系列：
背景简介：本文是“科技袁周虑”视频节目的内容介绍，视频发布于2020年5月18日（https://www.bilibili.com/video/BV15f4y1U7m6）。
责任编辑：陈昕悦